【研究報告】（自然科学部門）

膵 β 細胞における新規グルコース感知受容体
T1R3/T1R3 の機能解明

中川祐

群馬大学生体調節研究所
緒言子

助教となった。マウスの膵灌流実験において甘味受容体の阻

インスリンは糖代謝を調節する最も重要なホルモンで害剤グルマリンによりグルコース答性インスリン分泌のその作用不全は糖尿病を招来する。我が国における糖尿第一相目ばかりでなく、第二相目も抑制することが明ら

病およびその予備軍は 2050 万人にも達し、大きな社会かになった。また MIN6 細胞の検討からグルコースによ問題となっている。我が国の糖尿病患者の大半はインスりグルコース感知受容体を活性化させると ATP 産生がリン分泌不全を特徴とする 2 型糖尿病であることからイ促進されることもわかった1）。このように T1R3/T1R3

ンスリン分泌調節の全容を解明することは有効な治療法はグルコースを感知する受容体であることから、以降を開発するために大変重要である。インスリン分泌を調T1R3/T1R3 をグルコース感知受容体として検討を行う。

節する最も重要な因子はグルコースで、その作用機序にそこで本研究では筆者が見いだした「膵 β 細胞に発現ついては多くの研究がなされてきた。一般的に、グルするグルコース感知受容体」のグルコース応答性インスコースは Glut2 を介して細胞内に取り込まれ、解糖系にリン分泌機構における生理的意義を明らかにし、特にグより代謝される。このとき産生された ATP あるいはルコースにより活性化されたグルコース感知受容体からATP/ADP の濃度比が増加することで ATP 感受性 K＋発生するシグナルの全貌を解明し、どのような分子制御チャネル（KATP チャネル）が抑制され、脱分極が起き機構で多様なシグナルが発生するのかを検討する。また

2＋る。これにより電位依存性 Ca2＋チャネルが活性化されその後に起こるグルコース代謝の活性化および ATP 産が上昇する。これがインスリン顆粒の開口生の増強の制御機構を明らかにする。本研究によりグル放出を引き起こす。この他にも KATP チャネルを介さなコース感知受容体を介した新たな作用機構が明らかにない経路が存在するが、いまだ不明な点も少なくない。

れば定説を塗り替える新たな知見がもたらされ、新たな細胞内 Ca代謝調節系が明らかになる。このように本研究は極めて筆者は膵 β 細胞のセカンドメッセンジャーの動態を可新規性の高い独創的な研究である。

視化する測定系を確立し、その鋭敏な測定系を用いてグルコース応答性のシグナル伝達機構を解析してきた。その結果、以下のような特筆すべき結果を得た。膵 β 細胞結果の培養細胞株である MIN6 細胞においてグルコース刺激

グルコースによる細胞膜直下の細胞内 Ca2＋の変化

わずか数秒以内に細胞内 Ca2＋ および cAMP の上昇、ジ

我々はまずグルコースにより細胞内 Ca2＋の素早い応答アシルグリセロール（DAG）の産生亢進またプロテインが引き起こされるか否か検討を行った。この目的のためキナーゼ C（PKC）によるリン酸化の増強が惹起された。に我々は、細胞膜に局在する超高感度 Ca2＋ インジケー

この素早い応答は従来知られているグルコースの代謝を

ター yellow Cameleon-nano15（PM-Cameleon-nano15）2）

介した応答とは異なり、代謝阻害剤存在下においても抑を用い、膵 β 細胞株 MIN6 細胞の細胞内 Ca2＋変化を測定制されず、非代謝性のグルコースアナログでも再現できした。細胞外グルコース濃度を 2.8 mM から 25 mM に変た。したがって一連の素早い応答は「グルコース代謝非化させたところ、素早い一過的な Ca2＋ 上昇が観察され依存的な応答」であることが考えられる。また、これらた。典型的な Ca2＋応答パターンを図 1A に示す。この素のシグナル応答の一部はGタンパク質共役受容体（GPCR）

早い Ca2＋上昇は、数秒以内に観察され、10 秒でプラトーである Taste receptor type 1 member 3（T1R3）のホに達した。その後、急速な Ca2＋ 低下が観察された。こモダイマー（T1R3/T1R3）を介していることが明らかの Ca2＋低下は、ベースラインより低い値を示した。Ca2＋1

中図1川祐子

MIN6 細胞でのグルコースの効果2＋（A）刺激直後の Ca2＋応答が大きい群。
（B）刺激直後の Ca2＋応答が小さい群。
A, B: PM-Cameleon-nano15 を用いて測定した Ca 動態。
2＋2＋
C: 刺激直後の Ca 応答が大きい群と小さい群の Ca 応答強度の違い。D: PM Cameleon nano15 を導入した細胞に Fura-2 をロードした状態での Ca2＋動態。E: 刺激直後の Ca2＋上昇におけるグルコース濃度依存性。F: Ca2＋応答強度におけるグルコースの濃度依存性。

低下は 1〜5 分続き、その後、二度目の Ca2＋上昇が起こっ下と二度目の大きな Ca2＋ 上昇は観察された。興味深いた。一過的な Ca2＋ 上昇が観察された細胞は、検討したことに PM-Cameleon-nano15 を導入した細胞に Fura-22＋上昇をロードすると、グルコース刺激直後の大きな一過的な2＋上Ca2＋上昇とブロードで小さな Ca2＋上昇が消失した。し昇が見られない細胞では、大きな一過的な Ca2＋ 上昇にかし、その後に起こる Ca2＋低下と二度目の Ca2＋上昇は代わり、グルコース刺激直後、ブロードで小さな Ca2＋見られた（図 1D）。この結果は、Fura-2 がグルコース刺上昇が観察された（図 1B）。そして、その後、一過的で激直後の上昇を阻害することを示す。PM-Cameleon-細胞のうち約 60％で見られ、二度目の大きな Caは検討した全ての細胞で観察された。一過的な Ca2＋上昇が観察された細胞と同様に 1〜5 分間にnano15 を用いることによって観察された 3 つの Ca2＋ 応

わたり Ca2＋低下が見られ、二度目の大きな Ca2＋上昇が答、刺激直後の一過的で大きな Ca2＋ 上昇またはブロー見られた。この Ca2＋上昇は、一過的な Ca2＋上昇が見ら

ドで小さな Ca2＋上昇、その後 Ca2＋低下、二度目の大きれた細胞の Area under the curve（AUC）に比べ、小な Ca2＋ 上昇は、8.3 mM や 16.7 mM グルコース刺激でもさい値を示した（図 1C）。PM-Cameleon-nano15 を用い観察された。8.3 mM や 16.7 mM グルコース刺激では、ることにより、グルコース刺激直後に大きな一過的な刺激直後の Ca2＋応答が全体の 50％の細胞で観察された。

Ca2＋上昇やブロードで小さな Ca2＋上昇が観察されたが、各濃度で得られた Ca2＋上昇応答から AUC を算出し、比大きな Ca

2＋インジケーターでは、グルコース刺激直較すると、グルコース刺激直後の Ca2＋ 応答と二度目の後の上昇は見られなかった。しかし、その後の Ca2＋ 低

大きな Ca2＋ 上昇は、濃度依存的に起こることが示され従来型の Ca2膵β細胞における新規グルコース感知受容体 T1R3/T1R3 の機能解明た（図 1E–F）。

阻害されることがわかった（図 2C）。

グルコース刺激直後に見られる一過的で大きな Ca2＋

我々はさらに素早い Ca2＋上昇を検討するために、従来上昇は、フォスホリパーゼ C（PLC）の阻害剤 U73122の方法で Ca2＋を測定することができるか否か検討を行っによって阻害された。また、Ca2＋ 低下応答も阻害された。その結果、Fluo-8 を用いることで、グルコース刺激た。Gq 阻害剤である YM254890 によってグルコース刺直後の素早い Ca2＋上昇を検出することができた。図 3A

激直後の一過的で大きな Ca2＋ 上昇とその後 Ca2＋ 低下がに示すように、25 mM グルコースにより刺激直後の Ca2＋顕著に阻害された。U73122 および YM25480 存在下での上昇を検出した。Fluo-8 を用いて検討した細胞の内、約2＋Ca 応答によって得られた AUC を比較した結果、刺激40％が刺激直後に一過的な Ca2＋ 上昇が観察できた。ま直後の一過的で大きな Ca2＋上昇（図 2A）とその後 Ca2＋た、それに続く Ca2＋低下、二度目の大きな Ca2＋上昇を低下（図 2B）が著しく阻害されていることがわかった。

観察することができた。これは PM-Cameleon-nano15 で2＋の検討結果と非常に良く類似している。外液の Ca2＋ を

また、YM25480 存在では、二度目の大きな Ca 上昇も除いた状態では、グルコース刺激をした結果刺激直後の一過的な Ca2＋上昇とそれに続く Ca2＋低下は観察できたが、二度目の大きな Ca2＋上昇は見られなかった（図 3B）。
また、L タイプ電位依存性 Ca2＋チャネルの阻害剤である
nifedipine によっても、グルコース刺激直後の Ca2＋上昇とその後の Ca2＋ 低下は検出できたが、二度目の大きなCa2＋上昇は抑制された（図 3C）。また、代謝阻害剤である mannoheptulose でもグルコース刺激直後の Ca2＋上昇とその後の Ca2＋ 低下は検出できたが、二度目の大きなCa2＋上昇は抑制された（図 3D）。非代謝性のグルコースアナログである 3- -Methylglucose により刺激すると、刺激直後の一過的な Ca2＋上昇とそれに続く Ca2＋低下が観察された（図 3E）。T1R3 の阻害剤の lactisole3）存在下でのグルコース応答では、刺激直後の一過的な Ca2＋上昇とそれに続く低 Ca2＋ 低下が消失した。しかし、二度目の大きな Ca2＋ 上昇は観察された（図 3F）。Lactisole の有無で Ca2＋低下を比較したところ、lactisole 存在下はコントロールに比べでは Ca2＋低下が抑制された。
グルコースによる cAMP の変化
我々はグルコースによる cAMP の変化を測定するために cAMP のインジケーターである Epac1-camps4）を用いた。Epac1-camps を発現させた MIN6 細胞に 25 mM グルコースで刺激すると、刺激直後 cAMP が上昇し、その上昇は持続的に続いた（図 4A）。cAMP の上昇は、グルコース刺激後 10 秒で上昇し始め、約 1 分でプラトーに達した。
Ca2＋と cAMP を同時に測定すると、同じ時に変化することがわかった（図 4B）。8.3 mM グルコースで cAMP 上昇

図 2 グルコース誘導性 Ca2＋応答におけるU73122とYM254890の効果が観察された。この cAMP の上昇は濃度依存的に起こった（図 4C）。cAMP の上昇は、外液の Ca2＋を抜いた状態

A: 刺 激 直 後 の Ca2＋ 応 答 に お け る U73122（U） と YM254890（YM）の効果。B: Ca2＋低下応答における U73122 と YM254890の 効 果。C: Ca2＋ 上 昇 応 答 に お け る U73122 と YM254890 の 効果。

でも起こった。外液の Ca2＋の有無で cAMP 変化をそれぞれの AUC をとり、比較した（図 4D）。cAMP の上昇が Gs3

中図3川祐子

Fluo-8 を用いて測定したグルコースと 3- -Methylglucose の効果

A: Fluo-8 を 用 い て 測 定 し た Ca2＋ 動 態。B: 細 胞 外 Ca2＋ を 除 い た 状 態 で の Ca2＋ 動 態。C: Nifedipine 存 在 下 で の Ca2＋ 動 態。D:
Mannoheptulose 存在下での Ca2＋動態。E: 3- -Methylglucose による Ca2＋動態。F: Lactisole 存在下での Ca2＋動態。に依存して起こるかどうか検討するために、dominant（図 5B）。二度目の大きな上昇は 5 から 7 分後に起きた。

negative Gs を導入し、検討を行った。その結果、グル

mannoheptulose によって代謝を止めると、最初の上昇は

コ ー ス 誘 導 性 の cAMP の 上 昇 は 抑 制 さ れ た（図 4E）。

観察させたが、二度目の上昇は抑制された（図 5C）。非cAMP の上昇は、代謝を抑制した状態でも観察された。

代謝性のグルコースアナログである 3- -Methylglucose

さらに非代謝性グルコースアナログによっても cAMPによって、最初の上昇は観察されたが、二度目の上昇はの上昇が観察された。T1R3 をノックダウンさせると観察されなかった（図 5D）。

cAMP の上昇は抑制された（図 4F）。
T1R3 ノックアウトマウスより単離したβ細胞におけるグルコースの効果

グルコースによる PKC の変化
次に我々は DAG の変化を測定した。図 5A に示すよう

我々はグルコース感知受容体の検討を行うために、に、25 mM グルコースにより素早い一過的な DAG の上

T1R3 ノックアウトマウスの単離 β 細胞を用いてグルコー昇が観察された。DAG は 10 秒以内に上昇し、3 分間上昇

スによる Ca2＋ の動態を検討した。野生型のマウスよりした。次に PKC の基質である MARKS の動態を測定し単離した β 細胞では 25 mM グルコースにより、刺激直た。MARKS は PKC によってリン酸化されると、形質後の一過的な上昇とそれに続く Ca2＋ の低下、その後二膜から細胞質へと局在を変化させる。最初の上昇は 20

度目の大きな Ca2＋ の上昇を観察した（図 6A）。最初の秒以内に観察され、2 から 3 分間でピークの値になった

ピークが観察された細胞は全体の 45％だった。それ以
4膵β細胞における新規グルコース感知受容体 T1R3/T1R3 の機能解明

図4

MIN6 細胞でのグルコース応答性 cAMP の変化

A: グルコース刺激による cAMP 動態。B: グルコース刺激による cAMP と Ca2＋の動態。C: cAMP 応答のグルコース濃度依存性。D: 細胞外 Ca2＋ 濃度の違いによる cAMP 応答の変化。E: dominant negative Gs（dn-Gs）によるグルコース応答性 cAMP 応答の変化。F:
shT1R3 によるグルコース応答性 cAMP 応答の変化。

図5

MIN6 細胞でのグルコース刺激による DAG と MARKS の変化

A: 25 mM グルコースによる DAG の変化。B: 25 mM グルコースによる MARCKS の変化。C: Mannoheptulose 存在下での 25 mM グル
コースによる MARCKS の変化。D: 25 mM 3- -Methylglucose による MARCKS の変化。
5中図6

川祐

子

グルコース応答性 Ca2＋変化における野生型（WT）と T1R3 knockout（KO）の比較

A, B: WT より単離した膵 β 細胞のグルコース応答性 Ca2＋の変化。（A）刺激後一過的な Ca2＋応答がある群。（B）刺激後一過的な Ca2＋応答がない群。C: KO より単離した膵 β 細胞のグルコース応答性 Ca2＋の変化。D: グルコース刺激後 2〜5 分の Ca2＋応答強度の比較。E:二度目の Ca2＋応答までの時間の比較。F: グルコース刺激後 5〜15 分の Ca2＋応答強度の比較。

外の細胞はグルコース刺激後 Ca2＋が低下し、その後 Ca2＋スより単離した β 細胞では、3- -Methylglucose には反応2＋が上昇し、その後 10 分ほど Ca 上昇が続いた（図 6B）。

しなかった（図 7B）。次に単離膵 β 細胞における cAMP

T1R3 ノックアウトマウスの β 細胞では、グルコース誘の動態を検討した。野生型ではグルコース刺激後、素早導性の素早い一過的な上昇は観察されなかった。また、

く持続的な cAMP の上昇が見られた（図 7C）。cAMP の2＋上昇は 10 秒以内に見られた。これに対して T1R3 ノック

Ca の低下も観察されなかった。グルコース刺激後、7 分2＋で Ca の上昇が見られた（図 6C）。野生型と T1R3 ノッ

アウトマウスより単離した β 細胞ではグルコースによりクアウトマウスの β 細胞におけるグルコース刺激直後のcAMP は変化しなかった（図 7D）。野生型と T1R3 ノッ

2＋クアウトマウスの違いを定量的比較すると、明らかにCa 応答は、野生型に比べ T1R3 ノックアウトマウスでは小さかった（図 6D）。また、二度目の大きな Ca

2＋

T1R3 ノックアウトマウスでは、cAMP の上昇が抑制さ上れた。

昇までの時間が長かった（図 6E）。加えて、二度目の大2＋

きな Ca 上昇も野生型に比べ T1R3 ノックアウトマウス
考では小さかった（図 6F）。

察

次に 25 mM 3- -Methylglucose による単離膵 β 細胞に今回の検討により、膵 β 細胞におけるグルコースによっおける効果を検討した。その結果、野生型では刺激直後て活性化される受容体経由の素早いシグナルが存在するの一過的で大きな Ca2＋上昇とその後の Ca2＋低下が観察ことを証明した。形質膜に局在する超高感度の Ca2＋ イされた（図 7A）。これに対して T1R3 ノックアウトマウ

ンジケーター Cameleon-nano15 を用いて、膵 β 細胞に起6膵β細胞における新規グルコース感知受容体 T1R3/T1R3 の機能解明

図73- -Methylglucose 応答性 Ca2＋変化とグルコース応答性 cAMP 変化における WT と KO の比較

A: WT より単離した膵 β 細胞の 3- -Methylglucose 応答性 Ca2＋の変化。B: KO より単離した膵 β 細胞の 3- -Methylglucose 応答性 Ca2＋の変化。C: WT より単離した膵 β 細胞のグルコース応答性 cAMP の変化。E: KO より単離した膵 β 細胞のグルコース応答性 cAMP の変化。

これらのデータより、グルコースはグルコース感知受容きるわずかな違いを検出できた。図 1A に示すように、2＋上昇を誘導体を活性化して Ca2＋ 上昇を惹起させることが考えられした。この素早い Ca2＋上昇は今回はじめて報告された。

る。これと一致するように非代謝性のグルコースアナロ

グルコースは β 細胞で素早く一過的な Ca
2＋

なぜなら、Ca の上昇は素早くわずかなため、既存の方グである 3- -Methylglucose によって素早い Ca2＋上昇が法、例えば Fura-2 などのインジケーターでは検出が不観察された。これらのデータより、グルコースが受容体可能だった。図 1D に示すように Cameleon-nano15 を導を介して素早い Ca2＋ 応答を引き起こすことが考えられ入した細胞に Fura-2 をロードすると素早い Ca2＋の上昇る。しかし、グルコースによる素早い Ca2＋応答は典型的が消失してしまう。Fura-2 のキレート作用により Ca2＋な Ca2＋ 活性化剤であるカルバコールによる応答とは異上昇の変化を緩衝してしまうためと考えられる。しかなると考えられる。グルコースと同様にカルバコールも2＋し、高感度な方法では、グルコースによる素早い Ca

PLC を活性化し細胞内 Ca2＋を上昇させるが、グルコース上昇を検出できることが可能となる。比較的蛍光強度が応答は fura-2 で検出することができないが、カルバコー高い Fluo-8 では素早い Ca2＋上昇が検出できた（図 3A）。

ル応答は fura-2で検出することができる。また、グルコー

この Ca2＋上昇は細胞外の Ca2＋を除いた状態でも検出す

ス応答は Ca2＋上昇のあと Ca2＋低下するが、カルバコー

2＋プールより動員ル応答では Ca2＋ 低下はしない。恐らく、グルコースとされたものと考えられる。また、この素早い Ca2＋ 上昇

カルバコールは異なる方法で PLC を活性化し、異なるは PLC 阻害剤や Gq 阻害剤で抑制されることから、イノCa2＋シグナルを引き起こすと考えられる。

ることができることから、細胞内 Caシトール三リン酸によって ER を刺激して Ca2＋放出した
2＋

今回得られたデータはグルコースに対する応答が異な上昇は、代謝阻害剤でる 2 つのタイプの細胞が存在することを示唆している。

ある mannoheptulose によって阻害されないことから、半分の細胞はグルコース刺激直後に Ca2＋ 上昇が起き、代謝非依存的に起こると考えられる。これに対して、もう半分の細胞は刺激直後に Ca2＋ 上昇が起きない。こT1R3 の阻害剤である lactisole では阻害された。また、の 2 つの細胞群の違いは T1R3 の発現の違いであると考T1R3 ノックアウトマウスより単離した膵 β 細胞でもグえられる。恐らく、シグナル分子の発現量の違いによっものと考えられる。素早い Ca2＋

ルコースによる素早い Caて、2 つのタイプの細胞が生じると考えられる。

上昇が観察されなかった。
7

中川祐

子

以前の知見では、グルコースが Ca2＋ 低下を誘導する細胞においてグルコースが素早く cAMP を上昇させることが示されており、それによると ER にある SERCAことを示唆する。cAMP の上昇は二度目の大きな Ca2＋上が活性化され、Ca2＋を隔離すると言われている5）。しか昇より先に起こり、細胞外の Ca2＋を除いた状態でも上昇し、グルコースが ER に Ca2＋を隔離するメカニズムは明した。この結果は、少なくとも cAMP の上昇は Ca2＋ 上らかではない。さらにグルコース感知受容体の阻害剤で昇に依存しないことを示す。我々はこれまでグルコース2＋ある lactisole によって、グルコースが誘導する Ca 低下感知受容体は、Gs を介して cAMP を上昇させることをを抑制する（図 3F）。同じように T1R3 ノックアウトマ報告した。加えて、3- -Methylglucose によりグルコー2＋低下が抑えられていた。加えス感知受容体を介して cAMP を上昇させることを報告て、3- -Methylglucose によって再現できた。これらのした。我々のデータは Kim et al.7）や Fridlyand et al.8）のウスの細胞でもこの Ca低下はグルコース感知データと一致する。しかし、我々のデータは、Ca2＋上昇受容体を介して起こることを示唆している。今のとこに依存した cAMP 上昇とする先のデータとは一致しなデータはグルコースによる Ca2＋ろ、この受容体が SERCA の活性化を経て ER へ Ca2＋のい。この理由については不明だ。しかし、我々の測定系隔離を誘導するメカニズムは明らかではない。この点にでは β 細胞の早い応答に関する cAMP に注目している。

2＋

おいて、この Ca 低下は Gq や PLC の阻害剤によって消少なくとも素早い cAMP の上昇は受容体を介した Gs の2＋活性化に依存していると考えられる。

失する。そのため、この Ca 低下は受容体が活性化するPLC のシグナルと連鎖していると考えられる。HEK293

今回のデータでは、グルコースがサイトゾルに存在すに T1R3 を発現させた細胞では、25 mM グルコースにるリン酸化 MARCKS を二次的に上昇することにより、よって素早い Ca2＋上昇が起き、その後 Ca2＋低下が起きグルコースが素早く、長時間にわたり PKC の活性化を2＋る。この Ca 低下はグルコース感知受容体がもつユニー誘導することを示した。一般的にグルコースは Ca2＋ 上クな特徴である。また T1R3 の活性化は Ca2＋の低下を引昇によって PKC を活性化させると考えられてきた。β 細き起こす。ヒトの GLP-1 産生細胞において、アセスル胞において、Ca2＋の上昇は DAG 産生を亢進させ、さらファム K によってグルコース感知受容体を活性化させに Ca2＋依存性 PKC を活性化させる。一方、高濃度のグ6）ると、形質膜に局在する Ca2＋ ポンプ（PMCA）を活性

ルコースは基質より新規の DAG を産生する。いずれに2＋を低下させる。未だ、この PMCA を活性化

せよ PKC の活性化はグルコースの代謝に依存し、そのする詳細なメカニズムは不明であるが、リガンドと結合開始は遅いとされていた。しかし、図 5B に示すようにした受容体が Ca2＋ポンプを活性化させ、持続的な Ca2＋MARCKS のリン酸化は刺激後 10 秒以内で起き、DAGの低下を引き起こすものと考えられる。β 細胞においての産生も 10 秒以内に起きる。さらに最初のリン酸化はは、グルコースによる受容体の活性化が SERCA を活性非代謝性のグルコースアナログでも再現できることか化し、Ca2＋化し、Ca 低下を引き起こすことが考えられる。今後、ら、グルコースの代謝非依存的に起こる。我々はこれまグルコースによって活性化される受容体がどのようにでグルコース感知受容体は PLC-Ca2＋システムと繫がってSERCA を活性化するかを明らかにする必要がある。こいることを示した。PKC の素早いリン酸化はグルコースの 点 に 関 し て、subplasma membran の Ca
2＋SERCA を活性化し、ER への Ca

2＋の代謝に非依存的で、受容体を介した PLC の活性化にの上昇が依存する。

取り込みを亢進させ今回の研究は膵 β 細胞においてグルコースが素早く細る可能性がある。他の可能性として、cAMP の上昇が2＋2＋ER への Ca 隔離を促しており、Gs 経由で ER への Ca胞内 Ca2＋ および cAMP 上昇を惹起させることを初めて取り込みに関与している可能性も考えられる。グルコー

報告した。これらの作用は代謝に非依存的で、グルコー

2＋低下はグルコースの代謝に依存的である

ス感知受容体依存的に起きる。重要なことは、受容体の可能性がある。なぜならば、SERCA は ATP を必要とす阻害や T1R3 の欠損によりグルコース応答性インスリンる酵素でグルコースは数分うちに ATP を上昇させるか分泌が抑制される。特にインスリンの分泌は T1R3 ノッスによる Ca2＋取り込みを亢クアウトマウスより単離した β 細胞において遅延と低下

今回の検討では、グルコースが誘導する素早い cAMP

β 細胞においてグルコースの作用において重要である。の動態を検出することもできた。この結果は MIN6 や βグルコースの作用はグルコースの代謝を介したものばからである。上昇した ATP は ER への Ca進しうる。

が見られる。このように、受容体を介した素早い応答は8膵β細胞における新規グルコース感知受容体 T1R3/T1R3 の機能解明りではない。グルコース感知受容体は早いシグナルを惹Ca2＋上昇が見られた。最初の一過的な Ca2＋上昇は細胞起し、そして、代謝経路をプライムングし、グルコース外からの Ca2＋ 流入に依存せず、代謝にも依存しない。

代謝経路を亢進させる。我々のデータは、Kyriazis et al.9）

非代謝性グルコースアナログにより、刺激直後の一過的による甘味受容体がインスリンの基礎分泌を阻害するとで顕著な Ca2＋上昇とその後の Ca2＋低下を再現した。まいう報告と矛盾する。以前我々が報告したように、T1R3た、T1R3 の阻害剤 lactisole 存在下では、グルコース刺の阻害剤である lactisole を使用して得られたデータがあ激直後の一過的で顕著な Ca2＋上昇と Ca2＋低下が抑制さるためである。さらに、Kyriazis et al. のデータでは、れた。グルコースはまた cAMP の産生も亢進させた。

lactisole の使用方法が適切ではないと考えられる。さらこの上昇は Gs dominant negative の導入や T1R3 の発現に重要なことに T1R3 ノックアウトマウス由来の β 細胞抑制によって抑えられた。これらのデータよりグルコー

では両方でグルコース応答性インスリスは細胞膜に存在するグルコース感知受容体を活性化ン分泌を抑制する。すなわち T1R3 は膵 β 細胞においてし、Ca2＋と cAMP を素早く上昇させることを示唆する。

グルコース作用に関与しているのである。

それ故に、グルコースは細胞膜に存在するグルコース感と本研究より、我々はグルコースによって惹起されるグ知受容体を介して素早い細胞内シグナルを発生させる。

ルコース感知受容体を介した細胞内シグナルを同定し謝た。この素早い応答は代謝経路をプライミングし、インスリンの早い分泌に重要であると考えられる。

辞今回の研究は、公益財団法人三島海雲記念財団学術研究奨励金によりご支援頂き、行われたものです。本研究
要

約助成を受け賜りましたことを深く感謝致します。

グルコースは膵 β 細胞においてインスリン分泌の最も文重要な刺激物質である。高濃度のグルコースは代謝によりその作用を発揮するものと考えられていた。この点に

献

1） Y. Nakagawa, et al.:., 61, 119–131, 2014.
2） M. Nagasawa, I. Kojima:, 3, e12296, 2015.
3） K. Hamano, et al.:
, 226, 57–66, 2015.
4） L. J. Landa, et al.:
, 280, 31294–31302, 2005.
5） M. W. Roe, et al.:
, 266, E852–E862, 1994.
6） Y. Ohtsu, et al.:
, 394, 70–79, 2014.
7） J. Kim, et al.:, 3, e2127 2008.
8） L. E. Fridlyand, et al.:, 293, C1924–C1933, 2007.
9） G. A. Kyriazis, et al.:, 109,E524–E532, 2012.

関して我々は最近グルコースが細胞表面に存在するグルコース感知受容体を刺激し、代謝を亢進することを報告した。本研究において、グルコースによりグルコース感知受容体を刺激し、受容体を介した素早い応答を示すか否か検討を行った。MIN6 細胞および単離 β 細胞において、グルコース刺激後数秒以内に一過的で顕著な Ca2＋上昇が見られた。その後、Ca2＋ 低下と二度目の大きな9